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考虑土体动力特征参数相关性的工程场地随机地震反应分析

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岩土力学 2022年第7期43卷 2015-2024,2033页

作者：钟紫蓝史跃波李锦强赵密杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

研究等效线性化方法中土体动力参数不确定性对场地地震反应的影响,提出了可考虑土体动力特征参数间相关性的土体动剪切模量和动阻尼曲线随机样本生成方法,基于Matlab开发一维等效线性化场地地震反应分析计算程序,用于开展场地地震反应... 详细信息

研究等效线性化方法中土体动力参数不确定性对场地地震反应的影响,提出了可考虑土体动力特征参数间相关性的土体动剪切模量和动阻尼曲线随机样本生成方法,基于Matlab开发一维等效线性化场地地震反应分析计算程序,用于开展场地地震反应随机动力分析。以Ⅱ类成层场地为例建立一维自由场分析模型,采用不同地震设防水准下露头基岩场地加速度反应谱为目标反应谱,合成人工地震记录折半后作为场地下卧基岩处的输入。计算结果表明,考虑土体动力特征参数不确定性对场地地震反应具有较大的影响,且影响程度与地震动强度、频谱成分及场地基本周期均密切相关;场地最大峰值加速度和地表加速度反应谱的波动范围随地震动强度等级的增加而变大,且最大峰值应变和最大峰值加速度的波动范围可达10%和14%;目标反应谱平台段及场地基本周期处对应的场地地表加速度反应谱的波动范围超过20%。

关键词：场地地震反应分析土体动力参数不确定性相关性等效线性化

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跨断层隧洞拟静力缩尺试验相似材料研究

工程力学 2022年第6期39卷 21-30,145页

作者：王鸿儒赵密钟紫蓝张向阳赵旭杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室淮南232001

相似材料设计是保证试验模型与原型力学性质匹配的关键环节之一。依托滇中引水工程的香炉山隧洞,基于相似理论和量纲分析法,推导跨断层隧洞拟静力缩尺试验物理量的相似关系,进而以重晶石粉、河砂为骨料,以石膏、石灰为胶结材料,研制混... 详细信息

相似材料设计是保证试验模型与原型力学性质匹配的关键环节之一。依托滇中引水工程的香炉山隧洞,基于相似理论和量纲分析法,推导跨断层隧洞拟静力缩尺试验物理量的相似关系,进而以重晶石粉、河砂为骨料,以石膏、石灰为胶结材料,研制混凝土及岩体的模型相似材料,并通过一系列试验研究各组分对模型材料物理力学参数的影响。试验结果表明:高强石膏含量、水胶比可显著改变相似材料的强度、弹性模量和密度;当砂胶比取0.8~1.2时材料的强度变化较小,当砂膏比取3~12时材料的强度显著降低;以高强石膏、低强石膏、重晶石粉、河砂制配的相似材料可较好地模拟C30混凝土的弹塑性性能及脆性破坏模式;以高强石膏、石灰、河砂制配的相似材料可较好地模拟IV级、V级围岩的张拉劈裂破坏及斜剪破坏模式。该相似材料的研制过程和配比可为类似模型试验及数值模拟提供重要的参考依据。

关键词：山岭隧道模型试验相似关系正交试验混凝土相似材料岩体相似材料

网片材料增强土坯砖墙抗震性能有限元分析研究

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工程抗震与加固改造 2023年第1期45卷 105-114页

作者：伊力夏提·阿不都西库尔沙吾列提·拜开依张耀文郭星辰新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆建筑结构与抗震重点实验室新疆乌鲁木齐830047 中国建筑第七工程局有限公司河南郑州450000

为了确定一种适用于施工的经济性土坯砖墙增强方案,通过有限元软件ABAQUS,分别建模不同配置方式和不同配纤率的土坯砖墙增强模型,对试件施加竖向荷载和低周反复水平荷载,研究土坯砖墙体在地震作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨... 详细信息

为了确定一种适用于施工的经济性土坯砖墙增强方案,通过有限元软件ABAQUS,分别建模不同配置方式和不同配纤率的土坯砖墙增强模型,对试件施加竖向荷载和低周反复水平荷载,研究土坯砖墙体在地震作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线的特征以及墙体的水平承载力和变形能力等。研究表明网片材料的加入使得土坯砖墙体内部应力重分布,弥补了土坯砖抗拉强度低的特点;无论配置方式变换还是配纤率变换,土坯砖墙的破坏模式依旧属于剪切破坏;通过量化网片复材增强土坯砖墙抗震性能,其最佳配纤层为间隔一皮砖配置,配纤率为0.338%。

关键词：有限元方法配筋率土砌墙增强玻璃纤维增强复合材料(GFRP) 低周期往复加载

考虑损伤界限模糊性的地铁车站结构抗震性能评价

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岩土工程学报 2022年第12期44卷 2196-2205,I0025,I0026页

作者：钟紫蓝史跃波李锦强赵密杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

在基于性能的地震工程理论框架下,地下结构易损性分析及抗震性能评价当中结构损伤状态的划分多采用确定性的损伤状态阈值。基于传统地下结构易损性分析框架基础上进一步提出了考虑损伤界限模糊性的地下结构易损性分析方法,以三层三跨地... 详细信息

在基于性能的地震工程理论框架下,地下结构易损性分析及抗震性能评价当中结构损伤状态的划分多采用确定性的损伤状态阈值。基于传统地下结构易损性分析框架基础上进一步提出了考虑损伤界限模糊性的地下结构易损性分析方法,以三层三跨地铁车站结构为例建立二维非线性土–结构相互作用分析模型,选取21条地表天然地震动反演到基岩面并调幅作为非线性增量动力分析的输入地震动,引入三角形和拟正态形隶属度函数计算不同损伤状态下最大层间位移角的隶属度得到不同地震动强度等级下的模糊失效概率,通过极大似然估计方法拟合计算结果并建立考虑损伤界限模糊性的地铁车站结构易损性曲线。分析结果表明:采用模糊性评价方法所给出的地下结构地震易损性曲线总体上更趋于安全;考虑损伤界限的模糊性,会增加结构地震易损性曲线的离散性;而且隶属度函数类型的选取对模糊地震易损性分析结果影响可忽略不计。

关键词：地铁车站结构易损性分析损伤界限模糊性极大似然估计

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逆断层作用下埋地连续钢管的力学性能

北京工业大学学报 2022年第7期48卷 729-738页

作者：赵旭崔建阳钟紫蓝杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

为了解决黏土中逆断层错动下埋地钢管的力学性能问题,采用有限元软件建立三维非线性管土相互作用数值分析模型,分析逆断层错动对穿越断层的埋地钢管的影响机理,给出不同断层倾角下、不同管道内压下和不同管道径厚比下3种典型失效模式,即... 详细信息

为了解决黏土中逆断层错动下埋地钢管的力学性能问题,采用有限元软件建立三维非线性管土相互作用数值分析模型,分析逆断层错动对穿越断层的埋地钢管的影响机理,给出不同断层倾角下、不同管道内压下和不同管道径厚比下3种典型失效模式,即:管道的受拉失效、局部屈曲和横截面过度变形,所对应的临界逆断层错动量.结果表明:当逆断层倾角为75°时,管道发生局部屈曲破坏所需的断层位错量最小,为管道跨逆断层最不利倾角;较大的管道内压,可有效抑制管道横截面过度变形,且随管道内压逐渐增大,管道的控制失效模式由管壁局部屈曲变为受拉失效;增加管道径厚比可显著提高管道的抗变形能力.

关键词：埋地钢管逆断层断层位移失效模式力学性能数值模拟

海洋冻融环境下隔震支座橡胶材料性能及其Mooney-Rivlin模型参数研究

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建筑结构学报 2022年第S1期43卷 239-247页

作者：李艳敏马玉宏赵桂峰刘荣杜畅广州大学工程抗震研究中心广东广州510006 广州大学广东省地震工程与应用技术重点实验室广东广州510006 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510006 广州大学土木工程学院广东广州510006

为研究橡胶隔震支座在海洋冻融循环作用下的劣化规律,对支座的橡胶材料开展海洋冻融循环试验和力学性能试验,分析了在海水冻融循环作用下橡胶材料硬度、定伸应力、扯断伸长率等的劣化规律,揭示了Mooney-Rivlin本构模型参数在海水冻融循... 详细信息

为研究橡胶隔震支座在海洋冻融循环作用下的劣化规律,对支座的橡胶材料开展海洋冻融循环试验和力学性能试验,分析了在海水冻融循环作用下橡胶材料硬度、定伸应力、扯断伸长率等的劣化规律,揭示了Mooney-Rivlin本构模型参数在海水冻融循环作用下的时变规律,利用橡胶材料时变本构模型进行橡胶隔震支座力学性能有限元分析,并将支座水平刚度和竖向刚度的试验值和有限元分析值进行对比。结果表明:海水冻融循环作用下,橡胶材料外观变化不显著;硬度比随试验时间呈指数增大;扯断伸长率随试验时间呈指数下降;定伸应力随试验时间增加而增大,且伸长率越大其拉伸应变增长幅度越大;橡胶材料本构Mooney-Rivlin模型的正定常数C_(10)随试验时间增加呈指数增大,而正定常数C_(01)则线性减小;将支座水平和竖向刚度的有限元分析值与试验值进行对比,验证了所提出橡胶材料时变本构参数的正确性。

关键词：海洋冻融环境橡胶材料力学性能 Mooney-Rivlin模型参数

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新型钢铅组合耗能器试验研究

工程力学 2007年第3期24卷 126-130,109页

作者：辛亚军王焕定程树良哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

利用钢和铅各自的优点开发了一种低屈服极限新型钢铅组合耗能器,通过2组不同参数耗能器和1个纯钢耗能器的试验研究,分析了翼缘宽度和腹板厚度等参数对耗能器性能的影响,对同等位移和同等出力情况下的钢铅组合耗能器和纯钢耗能器滞回曲... 详细信息

利用钢和铅各自的优点开发了一种低屈服极限新型钢铅组合耗能器,通过2组不同参数耗能器和1个纯钢耗能器的试验研究,分析了翼缘宽度和腹板厚度等参数对耗能器性能的影响,对同等位移和同等出力情况下的钢铅组合耗能器和纯钢耗能器滞回曲线进行了对比。结果表明,所开发的新型耗能器滞回曲线饱满、耗能稳定,可通过设计耗能器的参数达到所需屈服性能,耗能器制作工艺简单、经济性好,是一种性价比较高的耗能器。

关键词：耗能减震钢铅组合耗能器低屈服极限试验研究高性价比

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逆断层作用下埋地连续钢管的力学性能研究

北京工业大学学报 2022年 729-738页

作者：赵旭崔建阳钟紫蓝杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

为了解决黏土中逆断层错动下埋地钢管的力学性能的问题,采用有限元软件建立三维非线性管土相互作用数值分析模型,分析逆断层错动对穿越断层的埋地钢管的影响机理,给出不同断层倾角下、不同管道内压下和不同管道径厚比下3种典型失效模式,...

为了解决黏土中逆断层错动下埋地钢管的力学性能的问题,采用有限元软件建立三维非线性管土相互作用数值分析模型,分析逆断层错动对穿越断层的埋地钢管的影响机理,给出不同断层倾角下、不同管道内压下和不同管道径厚比下3种典型失效模式,即:管道的受拉失效、局部屈曲和横截面过度变形,所对应的临界逆断层错动量.结果表明:当逆断层倾角为75°时,管道发生局部屈曲破坏所需的断层位错量最小,为管道跨逆断层最不利倾角;较大的管道内压,可有效抑制管道横截面过度变形,且随管道内压逐渐增大,管道的控制失效模式由管壁局部屈曲变为受拉失效;增加管道径厚比可显著提高管道的抗变形能力.

关键词：

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隔震换能系统换能效果试验研究

工程力学 2006年第11期23卷 38-44页

作者：程树良王焕定孙作玉哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 广州大学土木工程学院广东广州510405

隔震换能系统是在隔震层安装了换能装置的隔震结构,该系统能够将地震传给结构的部分能量转换成液压能,并储存起来。对5层钢框架模型的隔震换能系统进行模拟地震振动台试验,研究换能装置的性能和隔震换能系统的换能效果和控制效果,为隔... 详细信息

隔震换能系统是在隔震层安装了换能装置的隔震结构,该系统能够将地震传给结构的部分能量转换成液压能,并储存起来。对5层钢框架模型的隔震换能系统进行模拟地震振动台试验,研究换能装置的性能和隔震换能系统的换能效果和控制效果,为隔震换能系统的实际应用奠定基础。试验表明,换能装置的换能性能良好,出力可靠,耗能稳定,在控制效果接近普通橡胶垫隔震系统控制效果的前提下,换能效率达到了50%～80%。

关键词：结构振动控制隔震换能试验研究能量转换隔震